[发明专利]一种面向VTS系统的多传感器信息融合方法

说明书

本发明公开了一种面向VTS系统的多传感器信息融合方法，包括步骤为：绘制辖区、划分拓扑网格、数据流式驱动机制、构建最小计算单元、局部航迹正向关联选取最优系统航迹、系统航迹反向选取最优局部航迹、航迹融合滤波。本发明实现了VTS系统中AIS雷达等多路传感器的信息融合，并且在实现过程中，综合考虑了局部航迹在所有系统航迹中正向取最优，系统航迹在候选局部航迹中反向取最优的关联方法，保证目标实现最优关联处理，并且对融合后的系统航迹进行滤波处理，在整体网格框架实现较高处理效率的前提下，能够有效提升多传感器的融合性能。

技术领域

本发明涉及船舶交通管理领域，特别是一种面向VTS系统的多传感器信息融合方法。

背景技术

近年来，随着船舶航运业的发展、船舶种类的增多，水运行业的业务量居高不下，船舶数量尤其是运输危险品船只和水域通航的船只密度都在不断增加，水上交通事故还时有发生，船舶的航行安全和海洋生态环境等都受到极大的威胁。VTS系统(船舶交通管理系统)，可以有效保障江河或海域通航安全，提高船舶交通利用率，减少交通事故的发生，在海运安全中具有及其重要的作用。

雷达和AIS(船舶自动识别系统)是VTS系统为提高航运管理效率最常用最重要的两种通信导航设备，它们提供的信息各有一定的局限性但同时又可以达到信息互补的特点。

雷达作为主动探测传感器，具有连续监测，覆盖范围广和检测目标位置、航速和方位的优点，获得较为全面的交通态势图像，但其也存在局限性，例如提供的信息有限，无法识别船名、船长船宽等静态信息等，且易受气象、海况以及地形等因素的影响。AIS属于被动式传感器，只有安装AIS设备的船只主动发送船舶信息，AIS基站才能接收到船只的信息。但其具有诸多的优点，不仅可以获取船舶实时动态信息和船名、船长船宽等静态信息，其信息精度高且信息量大，信息获取速度迅捷，并且信息的提供一般不会受到地形、天气及海上状况的影响。所以，通过信息融合处理，可以将AIS和各雷达站的信息互补，弥补各自的系统缺陷，发挥各自优势，提高探测目标信息的可靠性和准确性，从而提高船舶航行的安全性。

VTS系统中同时接入了AIS和多个雷达站等多个传感器信息，因此实现多路传感器的精确信息融合，提高船舶导航的准确性，降低由于误关联引起的融错导致的值班干扰等问题显得尤为重要。特别是在船舶密集、流量大的内河水域，船舶之间存在大量的追越、交叉、会遇等场景，不同传感器间的融错等问题尤为严重。VTS系统中有些辖区覆盖范围很广，接入的AIS数量很大，且同时需接入一二十个雷达站才可以覆盖全辖区，因此，同时对整个辖区内的目标均进行融合处理，需要较大的计算量，且后续算法改进也可能导致复杂度、计算量的增加，因此需要设计一个可支持并行计算的数据处理架构，可支撑所有目标的融合处理计算量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种面向VTS系统的多传感器信息融合方法，该面向VTS系统的多传感器信息融合方法能实现了VTS系统中AIS和多路雷达等传感器的信息融合，并且在实现过程中，综合考虑了局部航迹在系统航迹中正向选取最优系统航迹，系统航迹在候选局部航迹中反向选取最优局部航迹的双向最优选择的关联方法，并且将辖区划分拓扑网格，组建最小计算单元，从而解决了密集水域下追越、会遇、交叉等场景下导致的误关联、融错等问题，以及利用拓扑网格组建最小计算单元的方式实现辖区覆盖范围大可能带来的较大计算量的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种面向VTS系统的多传感器信息融合方法，包括如下步骤。

步骤1、绘制辖区：在VTS系统的交通管理子系统客户端绘制辖区。

步骤2、划分拓扑网格：将步骤1绘制的辖区，进行拓扑网格划分。